尿素催化水解原理及操作

1、優(yōu)選尿素催化水解原理及操作第一頁(yè)，共三十二頁(yè)。主要內(nèi)容尿素催化水解原理尿素催化水解系統(tǒng)組成尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)第二頁(yè)，共三十二頁(yè)。主要內(nèi)容尿素催化水解原理尿素催化水解系統(tǒng)組成尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)第三頁(yè)，共三十二頁(yè)。一、尿素催化水解原理濃度約50%的尿素溶液通過高壓泵從尿素儲(chǔ)罐打入反應(yīng)器中在壓力、溫度135-160和催化劑的作用下進(jìn)行水解反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣、二氧化碳混合氣混合氣通過反應(yīng)器上面的汽水分離器分離后，經(jīng)由減壓、流量控制調(diào)節(jié)與稀釋風(fēng)在氨空氣混合器混合，稀釋氨濃度至5%以下最后進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行脫硝反應(yīng)第四頁(yè)，共三十二頁(yè)。一、尿素

2、催化水原理反應(yīng)方程式： 綜合反應(yīng)： (NH2)2CO + H2O CO2+ 2NH3 尿素的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。為了使反應(yīng)速率恒定，尿素、水和熱量都必須按照正確的比例供給反應(yīng)器。催化劑的主要作用是通過改變了反應(yīng)路徑，從而大大加快反應(yīng)速率，降低響應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)器中裝有固定量的催化劑，催化劑在反應(yīng)器內(nèi)可循環(huán)使用。催化劑第五頁(yè)，共三十二頁(yè)。水解反應(yīng)器催化劑制備蒸汽減溫減壓催化劑箱、泵減溫減壓器儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)溶解罐、泵儲(chǔ)存罐廢水池/箱反應(yīng)器分離器調(diào)節(jié)閥質(zhì)量流量計(jì)混合器300型尿素催化水解系統(tǒng)尿素轉(zhuǎn)化率大于99%1350.5Mpa G一、尿素催化水解原理噴氨格柵1700.7MPa耗量4203kg/h50%尿素1

3、783kg/h第六頁(yè)，共三十二頁(yè)。改良尿素制氨技術(shù)催化劑改變反應(yīng)路徑反應(yīng)溫度：135-140；反應(yīng)壓力反應(yīng)速度較傳統(tǒng)水解法約提高10倍以上適應(yīng)鍋爐滿負(fù)荷的13%變化尿素催化水解系統(tǒng)特性：尿素催化水解原理第七頁(yè)，共三十二頁(yè)。主要內(nèi)容尿素催化水解原理尿素催化水解系統(tǒng)組成尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)第八頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)組成序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)及尺寸單位數(shù)量1水解反應(yīng)器200012017，316L，套3反應(yīng)器本體尿素溶液供給系統(tǒng)除鹽水供給系統(tǒng)催化劑供給系統(tǒng)蒸汽供給及疏水系統(tǒng)排污和排氣系統(tǒng)伴熱系統(tǒng)吹掃系統(tǒng)電氣系統(tǒng)熱控系統(tǒng)第九頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)組成反應(yīng)器本體

4、主要設(shè)備，用于尿素催化水解制氨。尿素溶液在壓力、溫度130-150和催化劑的作用下進(jìn)行水解反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣。設(shè)有排污口和泄壓口、壓力變送器、熱電阻、雷達(dá)液位計(jì)第十頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)組成尿素溶液供給系統(tǒng)向反應(yīng)器提供50%的尿素溶液除鹽水供給系統(tǒng)啟機(jī)時(shí)反應(yīng)器注水催化劑溶解沖洗減溫減壓器降溫催化劑為反應(yīng)器提供溶解的催化劑催化劑箱來(lái)自尿素區(qū)內(nèi)來(lái)自尿素區(qū)尿素管道來(lái)自催化劑箱第十一頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)組成蒸汽供給及疏水系統(tǒng)蒸汽（減溫減壓至170、0.7MPa）主要為反應(yīng)器提供熱量用于吹掃廢液管線用于管道伴熱疏水收集至疏水箱來(lái)自鍋爐輔汽母管，經(jīng)減溫減壓器降至170、0.7MPa疏水至

5、疏水箱第十二頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)組成氨氣供給噴氨系統(tǒng)水解反應(yīng)器提供氨氣、二氧化碳、水蒸汽混合氣汽水分離器進(jìn)入氨氣管道第十三頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)組成伴熱系統(tǒng)反應(yīng)器撬裝內(nèi)的氨氣（130）和廢氣、廢液管（120）、尿素管（50）、 液位計(jì)（120）、均設(shè)置電伴熱吹掃系統(tǒng)廢液排污管道設(shè)有吹掃系統(tǒng)廢氣管道、氨氣管道均設(shè)有蒸汽吹掃第十四頁(yè)，共三十二頁(yè)。主要內(nèi)容尿素催化水解原理尿素催化水解系統(tǒng)組成尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)初次投入反應(yīng)器的要求反應(yīng)器啟動(dòng)反應(yīng)器正常停機(jī)反應(yīng)器緊急停機(jī)蒸汽吹掃步序反應(yīng)器煮洗反應(yīng)器定期排污機(jī)組噴氨投入機(jī)組停止噴氨第十五頁(yè)，共三十二頁(yè)。

6、尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止 初次投入反應(yīng)器的要求首次啟動(dòng)反應(yīng)器需要在加入適量的反應(yīng)液，該溶液由除鹽水和50%的尿素溶液及適量催化劑混合而成。首先加入已經(jīng)配備好的催化劑溶液，之后加入適量的除鹽水至反應(yīng)器液位約650mm處，最后加入尿素溶液至反應(yīng)器液位約1000mm處。反應(yīng)器中尿素的初始濃度大約為25%。注意：反應(yīng)器中初始稀釋啟動(dòng)的尿素溶液濃度不得超過28%。第十六頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止反應(yīng)器的啟動(dòng)投入條件：在停機(jī)狀態(tài)尿素溶液已供應(yīng)催化劑溶液已經(jīng)打入到尿素水解反應(yīng)器中減溫減壓器正常工作，即蒸汽已供應(yīng)啟動(dòng)步驟：1. 反應(yīng)器加入反應(yīng)液：供給催化劑溶液進(jìn)入到反應(yīng)器，除鹽水管開關(guān)閥至反

7、應(yīng)器液位大于650mm，關(guān)閉該閥門；打開尿素溶液管開關(guān)閥和調(diào)節(jié)閥 (置值為100)，至反應(yīng)器液位到1000mm，關(guān)閉尿素溶液調(diào)節(jié)閥第十七頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止啟動(dòng)步驟：2. 升溫加壓：尿素溶液調(diào)節(jié)閥根據(jù)液位調(diào)節(jié)逐步緩慢升溫，升溫速率不大于5/min。蒸汽調(diào)節(jié)閥為壓力調(diào)節(jié)方式，壓力設(shè)為0.45MPa，升壓速率為0.02MPa/min，至反應(yīng)器壓力大于0.45MPa3. 首次投運(yùn)排氣 - 當(dāng)反應(yīng)器壓力到達(dá)0.6MPa后，手動(dòng)打開緊急排空閥，進(jìn)行排氣到廢水地坑（地坑需提前進(jìn)水到80%液位），當(dāng)壓力降到0.2MPa時(shí)，手動(dòng)關(guān)閉緊急排空閥，繼續(xù)升壓，排氣操作進(jìn)行3次。4、此時(shí)反應(yīng)器具

8、備供應(yīng)成品氨氣條件第十八頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止反應(yīng)器正常停機(jī)操作啟動(dòng)條件：鍋爐開始停機(jī)，確定反應(yīng)器跟著正常停機(jī)操作步驟打開反應(yīng)器出口氨氣管道開關(guān)閥，其他開關(guān)閥和調(diào)節(jié)閥均關(guān)閉（斷蒸汽氣斷尿素）等待，反應(yīng)器壓力小于0.15MPa或 反應(yīng)器溫度小于115關(guān)閉反應(yīng)器出口氨氣管道開關(guān)閥氨氣管線吹掃結(jié)束，尿素水解反應(yīng)器正常停機(jī)。注意：正常停機(jī)后，必須及時(shí)手動(dòng)吹掃氨氣管線，以防止氨氣在管路中凝結(jié)堵塞管路。（蒸汽吹掃最好30min）尿素管線沖洗第十九頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止反應(yīng)器緊急停機(jī)操作啟動(dòng)條件：反應(yīng)器壓力小于0.15MPa 且溫度大于135 反應(yīng)器泄露反應(yīng)器壓力大于

9、1.2MPa 安全閥動(dòng)作操作步驟：打開反應(yīng)器出口j緊急放空閥，其他開關(guān)閥和調(diào)節(jié)閥均關(guān)閉（斷氣斷尿素）等待，反應(yīng)器壓力小于0.15MPa或 反應(yīng)器溫度小于115關(guān)閉反應(yīng)器出口壓力放空開關(guān)閥廢氣、氨氣管線吹掃注意：若發(fā)現(xiàn)泄漏很嚴(yán)重，需要打開反應(yīng)器廢液管線開關(guān)閥，一邊排壓一邊排尿素溶液。停機(jī)后必須及時(shí)手動(dòng)吹掃廢氣管線，以防止氨氣在管路中凝結(jié)堵塞管路。第二十頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止蒸汽吹掃步序氨氣管線蒸汽吹掃步序如下：關(guān)閉開氨氣管道開關(guān)閥。打開氨氣管道蒸汽吹掃手動(dòng)閥，進(jìn)行蒸汽吹掃。吹掃結(jié)束，關(guān)閉氨氣管道蒸汽吹掃手動(dòng)閥，注意：吹掃氨氣管線時(shí)需要通知鍋爐脫硝運(yùn)行，以保證氨氣管道至SCR噴

10、氨格柵的管道暢通。廢氣管線吹掃步序如下：確定關(guān)閉廢氣管線開關(guān)閥和廢氣管道手動(dòng)閥。，打開廢氣管線蒸汽吹掃手動(dòng)閥，進(jìn)行蒸汽吹掃。吹掃結(jié)束，關(guān)閉廢氣管線蒸汽吹掃手動(dòng)閥。第二十一頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止反應(yīng)器煮洗系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)（一月以上）需要將反應(yīng)器內(nèi)溶液放凈，用除鹽水沖洗一遍后，加除鹽水進(jìn)行反應(yīng)器水煮洗12個(gè)小時(shí)。反應(yīng)器尿素溶液排放后，需要打開廢液管線蒸汽吹掃開關(guān)閥，蒸汽吹掃廢液管線10分鐘反應(yīng)器除鹽水煮洗溫度約130-140，壓力約，建議煮洗時(shí)間最少4小時(shí)，煮洗過程每小時(shí)排污一次，排污時(shí)間3分鐘，煮洗過程中盡量不要排氣，如壓力太高則可適當(dāng)排氣至廢水池。 煮洗完成后，壓力降低后將反

11、應(yīng)器內(nèi)溶液放空，關(guān)閉主蒸汽，關(guān)閉各個(gè)閥門，等待下一次系統(tǒng)啟動(dòng)。第二十二頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止反應(yīng)器定期排污由于尿素及催化劑的含有雜質(zhì)，所以需要定時(shí)清理反應(yīng)器中的固體、沉積物和其他污染物，使其保持至最小值反應(yīng)器底部排污：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，半年進(jìn)行一次打開反應(yīng)器排污管上的開關(guān)閥底部排污約10秒鐘后關(guān)閉開關(guān)閥打開廢液管線蒸汽吹掃開關(guān)閥，進(jìn)行蒸汽吹掃，蒸汽吹掃10分鐘后關(guān)閉。反應(yīng)器表面排污：建議排污時(shí)間2分鐘，每月進(jìn)行一次打開表面排污手動(dòng)閥。排污2分鐘，關(guān)閉表面排污手動(dòng)閥。打開廢液管線蒸汽吹掃開關(guān)閥，蒸汽吹掃10分鐘后關(guān)閉；第二十三頁(yè)，共三十二頁(yè)。主要內(nèi)容尿素催化水解原理尿素催化水解系

12、統(tǒng)組成尿素催化水解系統(tǒng)啟動(dòng)與停止尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)輔助設(shè)備日常維護(hù)和安全注意事項(xiàng)反應(yīng)器日常維護(hù)和安全注意事項(xiàng)停運(yùn)后檢查和維護(hù)和安全注意事項(xiàng)催化劑的使用和保存反應(yīng)器長(zhǎng)期使用的維護(hù)第二十四頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)輔助設(shè)備日常維護(hù)和安全注意事項(xiàng)設(shè)備外觀完整，部件和保溫齊全，設(shè)備及周圍應(yīng)清潔、無(wú)積油、積水及其他雜物，照明充足，欄桿平臺(tái)完整。各箱、池的人孔、檢查孔應(yīng)嚴(yán)密關(guān)閉，各備用管法蘭嚴(yán)密封閉。所有閥門、擋板開關(guān)靈活，無(wú)卡澀現(xiàn)象，位置指示正確。事故按鈕完好并加蓋。每半個(gè)月對(duì)氨氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)的功能進(jìn)行一次檢查并試驗(yàn)正常；定期對(duì)各安全閥進(jìn)行檢查和維護(hù)。調(diào)節(jié)閥和開關(guān)閥每班都要檢查。管道

13、在運(yùn)行期間要檢查泄漏和振動(dòng)情況。工作人員現(xiàn)場(chǎng)巡查中應(yīng)注意觀察各儀表的讀數(shù)，作好記錄，并與上位機(jī)上顯示讀數(shù)對(duì)比，有差距時(shí)應(yīng)及時(shí)校對(duì)。對(duì)于備用設(shè)備必須經(jīng)常檢查以保證其處于良好狀態(tài)，能隨時(shí)啟用。尿素供給管道、除鹽水供給管道連接完好，無(wú)漏點(diǎn)，未發(fā)生堵塞現(xiàn)象。加熱蒸汽管道無(wú)撞擊、泄露，伴熱管道工作正常，疏水器工作正常，疏水可以正常流回疏水池。反應(yīng)器人孔及底部連接法蘭封閉嚴(yán)密，無(wú)氨氣泄露。氨氣計(jì)量閥組和氨空混合氣區(qū)域管道無(wú)氨氣泄漏，各儀表運(yùn)行正常。第二十五頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)反應(yīng)器日常維護(hù)和安全注意事項(xiàng)為減少反應(yīng)器中雜質(zhì)的沉積，必須定期對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行排污。必須做好排污程序的記錄（包括數(shù)量

14、和頻率）。運(yùn)行過程中需要檢查管線電伴熱是否正常運(yùn)行。每月檢測(cè)和維修一次主蒸汽疏水閥、管道絕緣損壞需修理?yè)p壞的地方每年一次檢測(cè)排干并檢查所有容器。處理掉所有堆積的尿素晶體，其可用最低40度的除鹽水沖洗。反應(yīng)器最好每隔一年完全排干、清冼和重新注入新的溶液。用除鹽水對(duì)所有管道進(jìn)行徹底沖冼，檢查和清冼所有過濾器。檢查反應(yīng)器中的蒸汽盤管是否良好。氨氣為巨毒、可爆物質(zhì)，運(yùn)行中如發(fā)生泄漏應(yīng)及時(shí)采取措施切斷氣氨來(lái)源，待泄漏消除后方可重新投入運(yùn)行。第二十六頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)反應(yīng)器日常維護(hù)和安全注意事項(xiàng)躲避氨氣泄露時(shí)，應(yīng)觀察風(fēng)向，逆風(fēng)逃生反應(yīng)器的運(yùn)行液位、溫度及壓力應(yīng)嚴(yán)格按照要求運(yùn)行維護(hù)。反

15、應(yīng)器禁止過壓：不得用50%溶液濃度的尿素啟動(dòng)空的反應(yīng)器，必須在加熱前用除鹽水將其稀釋。反應(yīng)器在空容器首次啟動(dòng)未稀釋反應(yīng)器溶液可能導(dǎo)致內(nèi)部壓力的快速增加和最終出現(xiàn)過壓情況，這可能導(dǎo)致反應(yīng)器的動(dòng)作。反應(yīng)器排污必須與DCS操作員協(xié)調(diào)并且必須在整個(gè)排污過程中不斷監(jiān)測(cè)排污量和反應(yīng)器液位。收集的溶液/材料必須在廢水池中進(jìn)行冷卻和稀釋以避免大量釋放氨氣并且必須在環(huán)保安全方式下進(jìn)行，且遵照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)程序和國(guó)家及當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)。反應(yīng)器在在線排污過程中，反應(yīng)器液位不得低于低液位設(shè)定點(diǎn)（700mm）。第二十七頁(yè)，共三十二頁(yè)。第二十八頁(yè)，共三十二頁(yè)。第二十九頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)停運(yùn)后檢查和維護(hù)和安全注意事

16、項(xiàng)對(duì)停運(yùn)設(shè)備、輸尿素溶液管道及輸氨管道進(jìn)行吹掃、沖洗；定時(shí)檢查各箱罐、反應(yīng)器的介質(zhì)液位；按要求進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的換油和維護(hù)工作；停運(yùn)期間應(yīng)進(jìn)行必要的消缺工作；冬季停運(yùn)應(yīng)采取防凍措施。第三十頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)催化劑的使用和保存催化劑需要人工加入催化劑箱進(jìn)行配備，將催化劑打入進(jìn)反應(yīng)器，即一次往催化劑箱注入除鹽水液位達(dá)到催化劑箱指定液位，開啟攪拌機(jī)，一邊攪拌一邊加入一半的催化劑顆粒，攪拌均勻后，啟動(dòng)催化劑泵將催化劑溶解打入反應(yīng)器。啟動(dòng)空反應(yīng)器前，事先將配備好的催化劑溶液打入反應(yīng)器，在向反應(yīng)器中加除鹽水達(dá)到除鹽水和尿素溶液。催化劑需要根據(jù)說明進(jìn)行存放、使用。第三十一頁(yè)，共三十二頁(yè)。尿素催化水解系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)反應(yīng)器長(zhǎng)期使用的維護(hù)如系統(tǒng)運(yùn)行超過兩年以上，建議每?jī)赡陦A煮一次（如系統(tǒng)運(yùn)行能滿足脫硝需要?jiǎng)t不需要堿煮），堿煮過程如下：反應(yīng)器內(nèi)溶液排凈后加除鹽水至高液位沖洗后，在加除鹽水煮洗，煮洗完成后排空除鹽水；利用催化劑箱加水溶堿（用脫鹽水溶解純堿Na2CO3